يبدأ فصل الشتاء على الأرض عندما تميل أشعة الشمس لتنتشر على مساحة أوسع، مما يقلل من تأثيرها الحراري ويؤدي إلى انخفاض درجات الحرارة. ويعود ذلك إلى انحراف محور دوران الأرض بزاوية تبلغ 23.5 درجة، حيث يتغير ميل الشمس شمالًا وجنوبًا وتصل إلى أقصى ميل جنوبي لها في 21 ديسمبر. بداية الانقلاب الشتوي وأوضح الباحث الفلكي "ملهم محمد هندي" أن الشمس ستبلغ هذا العام أقصى ميلها الجنوبي يوم السبت المقبل الموافق 21 ديسمبر، وفي اليوم التالي تبدأ حركتها بالعودة شمالًا. وهو ما يعرف فلكيًا بالانقلاب الشتوي الذي يعتبر بداية فصل الشتاء فلكيًا ويستمر لمدة 89 يومًا. وأشار هندي إلى أن البداية الفلكية للشتاء تشمل النصف الشمالي من الأرض بينما يبدأ الشتاء فعليًا قبل ذلك حسب الموقع. ففي المملكة العربية السعودية يبدأ الشتاء عادة في أوائل ديسمبر ويشتد البرد في منتصف الشهر. طول النهار والليل وأضاف أن يوم الانقلاب الشتوي يشهد أطول ليلة وأقصر نهار خلال العام، حيث يبلغ طول النهار في مكة المكرمة 10 ساعات و50 دقيقة بينما يمتد الليل إلى 13 ساعة و10 دقائق. وفي الرياض يبلغ طول النهار 10 ساعات و37 دقيقة مقابل 13 ساعة و23 دقيقة لليل، وفي المنطقة الشرقية يمتد النهار إلى 10 ساعات و29 دقيقة بينما يصل الليل إلى 13 ساعة و31 دقيقة. أما في محافظة طريف فتسجل أطول ليلة في المملكة بطول 13 ساعة و55 دقيقة. وأكد هندي أن طول الليل يزداد كلما اتجهنا شمالًا حتى يصل إلى القطب الشمالي الذي يكون في منتصف ليلته الطويلة الممتدة لـ6 أشهر واعتبارًا من يوم الأحد المقبل سيبدأ الليل بالتناقص تدريجيًا حتى يتساوى مع النهار في الاعتدال الربيعي الذي سيحدث في 20 مارس المقبل